本申請是2012年12月28日提出的、申請?zhí)枮?01280071043.8、名稱為“用于印刷印刷電路板的噴墨系統(tǒng)”的發(fā)明申請的分案申請。

本發(fā)明通常涉及用于制造包括墨水圖案的基底的設(shè)備、方法和用途。尤其是，本發(fā)明涉及用于通過在基底上印刷墨水圖案來制造印刷電路板的方法和噴墨系統(tǒng)的幾個方面。

背景技術(shù)：

us2007/0154081公開了用于檢查和核驗電路的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有包含具有自動光學(xué)檢驗(aoi)設(shè)備的第一站的底盤(chassis)，所述自動光學(xué)檢驗設(shè)備執(zhí)行電路的aoi來識別該電路上的候選對象的缺陷。進一步的，底板包含具有核驗設(shè)備的第二站，所述核驗設(shè)備執(zhí)行對aoi設(shè)備所識別出的候選對象的缺陷的核驗。該系統(tǒng)包含第一和第二可運輸臺用于在第一和第二站之間分別支撐和輸送第一和第二電路。在制造電路之后，基底被聚集成一批并且被轉(zhuǎn)送到該系統(tǒng)來進行檢查和核驗。順次地將一批基底中的每個基底提供給集成的檢查、核驗和校正系統(tǒng)。集成的檢查意為對被檢查的基底上的可疑缺陷進行的核驗和修正一般與對新的基底的檢查同時進行。在執(zhí)行檢查、核驗和修正之后，可以執(zhí)行例如應(yīng)用焊接掩模的額外的印刷電路板處理步驟，來最終完成印刷電路板。

同時執(zhí)行檢查、核驗和修正來提高生產(chǎn)率。所公開的系統(tǒng)缺點在于盡管這樣同時工作，但是每個基底的全部生產(chǎn)時間仍然需要太長的時間間隔。對成批基底的檢查和處理是耗時的并且占用著印刷電路板的生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及噴墨系統(tǒng)，尤其是用于印刷集成電路的ic噴墨系統(tǒng)，以及用于相對于虛擬平面校準和控制基底支持物的方法，其中所述虛擬平面平行于由印刷頭的一組噴嘴的公共位置形成的虛平面。

集成電路(ic)印刷，尤其是印刷電路板的印刷是新興技術(shù)，其嘗試通過用簡單的印刷操作替代昂貴的光刻工藝來減少與ic生產(chǎn)有關(guān)的費用。通過直接將ic圖案印刷在基底上而不使用在傳統(tǒng)ic制造中使用的精密的并且耗時的光刻，ic印刷系統(tǒng)可以顯著地降低ic生產(chǎn)費用。印刷的ic圖案可以包含真實的ic特征(即，將合并入最終ic的元素，諸如薄膜晶體管的柵和源和漏區(qū)、信號線、光電設(shè)備元件等等，或者它可以是用于后續(xù)半導(dǎo)體處理的掩膜(例如蝕刻、注入等等)。

典型地，ic印刷包括通過光柵位圖沿著單個印刷移動軸(“印刷方向”)穿過基底來沉積印刷溶液。印刷頭(尤其是在那些印刷頭中合并有一個或多個噴射器的布置)被優(yōu)化用于沿著這個印刷移動軸印刷。以光柵方式進行ic圖案的印刷，隨著印刷頭中的一個或多個噴射器在基底上分配單獨的印刷溶液滴，用印刷頭在基底上進行“印刷通過”。通常，在每個印刷通過的結(jié)尾，印刷頭在開始新的印刷通過之前作出相對于印刷移動軸垂直的移位。多個印刷頭以這種方式連續(xù)在基底上進行印刷通過，直到完全地印刷完ic圖案。

這種背景的缺點在于這種ic印刷系統(tǒng)的精確度受到限制。ic印刷系統(tǒng)的精確度由于在印刷頭和基底的印刷移動的過程中發(fā)生的偏差而受限。典型地由ic印刷系統(tǒng)的導(dǎo)向和軸承引入偏差。

本發(fā)明當前的大體目的是至少部分消除上述的缺點并且/或者提供可用的替換物。更具體的說，本發(fā)明的目的是提供包含相對簡單的構(gòu)造但是具有高準確度性能的噴墨系統(tǒng)和為了用高精度控制噴墨系統(tǒng)中的基底的定位的方法。

根據(jù)本發(fā)明，這個目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨系統(tǒng)實現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于將墨水圖案印刷到基底上的噴墨系統(tǒng)。噴墨系統(tǒng)包括用于支持基底的基底支持物。

此外，噴墨系統(tǒng)包括用于在印刷方向上定位基底支持物的基底定位臺。印刷方向被限定為基底定位臺關(guān)于噴墨系統(tǒng)的縱軸的進行方向。噴墨系統(tǒng)的印刷方向可以被限定為當為了將行印刷到基底上，基底通過印刷頭組件時，基底的移動方向。通過基底定位臺支撐基底支持物。

此外，噴墨系統(tǒng)包括臺定位設(shè)備?；锥ㄎ慌_可以被臺定位設(shè)備移動。尤其是，基底定位臺在印刷方向上可移動大約至少0.5m(米)并且最多2m的長沖程。

此外，噴墨系統(tǒng)包括用于支持印刷頭組件的印刷頭支持物，所述印刷頭組件包含至少一個用于從噴嘴向基底噴射墨水的印刷頭。

根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)被改善為：噴墨系統(tǒng)還包括用于以至少一個自由度相對于基底定位臺定位基底支持物的支持物定位設(shè)備。尤其是，基底定位臺以至少一個度的移動可以移動大約至少0.5mm(毫米)并且最多10mm的短沖程，更具體來說，至少2mm并且最多8mm的短沖程。尤其是，通過基底定位臺支撐支持物定位設(shè)備。

有益地是，基底支持物相對于基底定位臺的定位可以補償在基底定位臺的行進過程中發(fā)生的偏差。這種與基底定位臺的理論上完美的直線軌跡的偏差可以例如由臺引導(dǎo)的徑直度上的偏差所引起?？梢栽诨锥ㄎ慌_的行進過程中測量到發(fā)生的偏差，并且隨后通過基底支持物相對于基底定位臺移動來補償該發(fā)生的偏差。由此，可以沿著噴墨系統(tǒng)的縱軸更精確得引導(dǎo)在基底支持物中保持的基底，并引導(dǎo)其沿著印刷頭通過。

由于在控制和測量環(huán)節(jié)中基底支持物始終可以被恰當?shù)胤胖脼椴还ぷ鞯氖聦?，支撐基底定位臺本身不需要非常高的準確度。這使得低成本設(shè)計成為可能。例如可以使用皮帶驅(qū)動用于在印刷方向上驅(qū)動基底定位臺?？梢灾鲃拥貙τ谌课恢缅e誤更正基底支持物，所述位置錯誤是由于例如框架和導(dǎo)向徑直度上的偏差而通過較低布置的基底定位臺引入的。

包括x軸、y軸和z軸的正交系統(tǒng)可以被投影到噴墨系統(tǒng)上?？梢栽趯?yīng)于印刷方向的縱向方向上定義y軸。被在橫向方向上定義x軸。x軸在印刷方向的橫向方向上延伸。尤其是，x軸和y軸定義水平面。可以在向上的方向上定義z軸。z軸是上下軸，尤其是z軸定義了豎直方向?？梢月?lián)系x軸、y軸和z軸定義旋轉(zhuǎn)方向。圍繞x軸旋轉(zhuǎn)的方向rx的傾斜運動可以被定義為基底圍繞橫向軸的旋轉(zhuǎn)。圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)方向ry的滾動運動可以被定義為基底圍繞縱向軸的旋轉(zhuǎn)。圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)方向rz的搖擺運動可以被定義為基底圍繞上下軸的旋轉(zhuǎn)。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，至少一個自由度(以其放置基底支持物)與正交系統(tǒng)的一個軸定義的方向重合。尤其是，基底支持物是可移動的，具體來說在印刷方向上可移動大約最多10mm的沖程，尤其是相對于基底定位臺最多5mm的沖程。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，在印刷方向上管理最小的一個自由度，其中以該自由度相對于基底定位臺放置基底支持物。典型地，至少一個印刷頭以恒定的頻率從噴嘴噴射墨滴。為了獲得精確的墨水圖案，可以優(yōu)選得以恒定速度沿著印刷頭通過基底，以此使得以規(guī)則的間隔拋下墨滴?？梢酝ㄟ^主從控制系統(tǒng)控制基底支持物速度來獲得恒定速度，其中基底支持物補償在縱向方向上、沿著基底定位臺的行進的小的速度誤差。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，在向上方向上管理至少一個自由度，其中以該自由度相對于基底定位臺來放置基底支持物。有益地，支持物定位設(shè)備可以補償在基底定位臺的行進過程中在向上或者向下方向的上的偏差。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，支持物定位設(shè)備以至少三度的自由度定位基底支持物。尤其是，支持物定位設(shè)備在向上的方向(z方向)上、在沿著縱軸(y軸)的旋轉(zhuǎn)方向ry上和沿著橫軸(x軸)的旋轉(zhuǎn)方向rx上定位基底支持物。

支持物定位設(shè)備提供了在虛擬平面中定向基底支持物中的所支撐的基底。尤其是，虛擬平面與平行于處于特定水平面中的正交系統(tǒng)的x-y平面的平面重合。虛擬平面被布置得平行于布置有一組噴嘴的假想平面。通過平行于虛擬平面而定位基底，可以將基底布置得平行于由噴嘴組形成的假想的平面。基底可以與噴嘴組隔開恒定的距離，這使得能夠在基底的上表面上更精確的定位墨滴。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，支持物定位設(shè)備相對于基底定位臺以全部的自由度定位基底支持物。有益地，定位設(shè)備提供了對基底所有可能的移動的完全控制。定位設(shè)備允許補償基底支持物相對于基底定位臺的所有方向上的全部偏差。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，支持物定位設(shè)備包括至少一個支持物致動器，其中至少一個支持物致動器定位平移中的一個自由度。支持物致動器確定一個自由度的同時，任由剩余的五個自由度不受約束。兩個配對的這種支持物致動器允許在旋轉(zhuǎn)的自由度方面與基底支持物的定位配合。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，支持物定位設(shè)備包括至少一個支持物致動器和至少一個支持物位置測量系統(tǒng)。尤其是，支持物致動器是音圈致動器。支持物位置測量系統(tǒng)可以被合并在支持物致動器中。支持物位置測量系統(tǒng)可以被內(nèi)置在具有至少1微米(μm)精確度的編碼器中。支持物致動器具有可連接到基底定位臺的支持物致動器基底和可連接到基底支持物的支持物致動器主體。支持物致動器主體可相對于支持物致動器基底移動。尤其是，支持物致動器主體具有僅僅確定一個自由度的可移動方向的主體構(gòu)件。尤其是，主體構(gòu)件具有伸長的部分。尤其是主體構(gòu)件是天線形狀。主體構(gòu)件允許五個自由度的移動，但是阻擋在平行于該伸長部分的方向上移動(更確切地說是平移)。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中印刷頭支持物被穩(wěn)定的安裝在噴墨系統(tǒng)中。印刷頭支持物被固定得連接到噴墨系統(tǒng)的框架。印刷頭支持物可以是梁狀的(beam-shaped)。結(jié)果是，在噴射墨滴的印刷步驟過程中，至少一個印刷頭被穩(wěn)定地安裝在噴墨系統(tǒng)中。通過相對于穩(wěn)定布置的印刷頭支持物移動基底支持物，獲得在印刷步驟過程中基底相對于印刷頭的必要的相對運動。有益地是，穩(wěn)定安裝的印刷頭支持物提供了更精確的噴墨系統(tǒng)。不產(chǎn)生通過移動印刷頭支持物會發(fā)生的偏差。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，印刷頭支持物包括至少三個參考標記。該三個參考標記可以被合并到一個印刷頭支持物參考面中。三個參考標記定義假想平面，其平行于由印刷頭的噴嘴組形成的假想平面。尤其是，假想平面具有向上方向(z方向)的法向矢量。有益地，可以通過與印刷頭支持物的參考面接觸來對準基底支持物，以將基底支持物對準虛擬平面。在對準步驟之后，編程支持物定位設(shè)備來控制平行于虛擬平面的基底支持物，該對準也叫做基底支持物在歸位位置的歸位。具體地說，在基底支持物相對于虛擬平面的歸位過程中，向支持物定位設(shè)備編程z坐標、y坐標和x坐標來保持基底在大約完整的印刷面積上平行于虛擬平面，其中通過噴嘴的面積確定印刷區(qū)域。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，噴墨系統(tǒng)包括x校準元件，其包括校準元件x參考面。x校準元件參照平行于在z軸和y軸上定向的平面、在印刷方向(y方向)上延伸的表面。x校準元件被固定連接到噴墨系統(tǒng)的框架?；字С治锇ㄖ辽賰蓚€傳感器，通常所說的x傳感器，用于測量基底支持物和校準元件x參考面之間在x方向上的相對距離。優(yōu)選地，該至少兩個x傳感器被布置在y方向彼此相距預(yù)定的距離(移位)。該至少兩個x傳感器被放置在z方向的相同高度上。有益地，基底支持物的布置包括至少兩個x傳感器，可以被用在此后描述的根據(jù)本發(fā)明的支持物校準方法中。尤其是，至少兩個x傳感器可以被用來提供在x方向上基底支持物的更精確的定位。有益地是，在將基底支持物歸位到假想平面上到歸為位置上之后，可以在基底定位臺的行進過程中將基底支持物的歸位位置保持得更精確。另外，可以獲得圍繞向上軸rz的更精確的旋轉(zhuǎn)定位。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，噴墨系統(tǒng)包括z校準元件，其包括校準元件z參考面。該校準元件參照平行于在x軸和y軸上定向的平面、在印刷方向(y方向)上延伸的表面。z校準元件被固定連接到噴墨系統(tǒng)的框架?；字С治锇ㄖ辽賰蓚€傳感器，也稱作z傳感器，用于測量基底支持物和校準元件z參考面之間在z方向上的相對距離。該至少兩個z傳感器被布置在y方向彼此相距預(yù)定的距離(移位)。該至少兩個z傳感器被優(yōu)選地放置在z方向的相同的橫向水平上。有益地，基底支持物的布置包括至少兩個傳感器，可以被用在此后描述的根據(jù)本發(fā)明的支持物校準方法中。尤其是，至少兩個z傳感器可以被用來提供在z方向上基底支持物的更精確的定位。尤其是，至少兩個z傳感器可以此外被用來提供圍繞橫軸rx的更精確的旋轉(zhuǎn)定位。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的另外的實施例中，噴墨系統(tǒng)包括z校準元件，其包括校準元件z參考面。該校準元件參照平行于在x軸和y軸上定向的平面、在印刷方向(y方向)上延伸的表面?；字С治锇ㄖ辽俚谌齻鞲衅鳎卜Q作z3傳感器，用于測量基底支持物和校準元件z參考面之間在z方向上的相對距離。該至少第三z3傳感器被布置在x方向上距離至少一個其他z傳感器預(yù)定距離(移位)。有益地，基底支持物的布置包括至少三個傳感器，可以被用在此后描述的根據(jù)本發(fā)明的支持物校準方法中。尤其是，該至少三個z傳感器可以被用來提供基底支持物在z方向上的更精確的定位和圍繞縱軸ry的更精確的旋轉(zhuǎn)定位。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，x校準元件和z校準元件被合并入一個xz校準元件中。代替兩個分開的校準元件，該xz校準元件有益地提供具有更高函數(shù)性的一個元件。xz校準元件包括x參考面和z參考面。xz校準元件被固定連接到噴墨系統(tǒng)的框架。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，噴墨系統(tǒng)包括用于通過應(yīng)用基底參考面中的至少兩個基準構(gòu)件來標記基底的標記單元。尤其是，基底參考面是基底的上表面。此外，噴墨系統(tǒng)包括用于掃描基底的參考面來確定基準構(gòu)件的位置的掃描單元。優(yōu)選地，度量框架支撐掃描單元，用于掃描基底。尤其是，掃描單元被布置來確定基底的基底參考面中的至少兩個基準構(gòu)件相對于掃描參考軸的位置。掃描參考軸具有在x-y平面中的預(yù)定取向，例如在x方向或者y方向上的預(yù)定取向。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的示例性實施例中，掃描參考軸平行于噴墨系統(tǒng)x軸延伸。掃描單元輸出至少兩個基準構(gòu)件的掃描到的位置。掃描到的位置包含x方向上的第一坐標和y方向上的第二坐標。噴墨系統(tǒng)的控制電子設(shè)備被配置為根據(jù)至少兩個掃描到的位置決定圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)方向rz上基底的原始位置上的偏離。可以通過基底支持物的旋轉(zhuǎn)移動將基底帶入印刷位置上來補償該偏離。在印刷位置上，基底隨時可以被印刷。此外，控制電子設(shè)備被配置為存儲x校準值和/或y校準值，來分別建立印刷位置中的基底的x位置和/或y位置。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，噴墨系統(tǒng)包括控制電子設(shè)備，其包括被配置為執(zhí)行如上所述的、用于相對于虛擬平面校準基底支持物的方法的軟件。在噴墨系統(tǒng)中執(zhí)行用于相對于虛擬平面校準基底支持物的方法。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的實施例中，噴墨系統(tǒng)是印刷電路板噴墨系統(tǒng)，通常所說的pcb噴墨系統(tǒng)。該噴墨系統(tǒng)被設(shè)計用于印刷適于被用作印刷電路板的基底。該噴墨系統(tǒng)被設(shè)計成生產(chǎn)印刷電路板。

此外，本發(fā)明涉及用于相對于虛擬平面校準基底支持物的方法。該方法被也叫做支持物校準方法。該方法包括至少一個步驟來相對于虛擬平面校準基底支持物的至少一個自由度。

優(yōu)選地，在支持物校準方法過程中，通過基底支持物支持基底?？梢詫γ總€獨立的基底執(zhí)行支持物校準方法，作為在開始將墨滴沉積到基底上的印刷操作之前的準備步驟。所支持的基底的上表面可以被用作基底參考面。有益地是，這可以直接導(dǎo)致對于增加了印刷方法精確度的基底的變化的厚度。

在執(zhí)行支持物校準方法的步驟的方法實施例中，其中，將基底支持物對準印刷頭支持物。通過將基底支持物，尤其是所支持的基底的基底參考面，在z方向上在恒定距離上的至少三個隔開的點上定位到印刷頭支持物的虛擬平面上，來將基底支持物對準印刷頭支持物。校直的這個步驟也可以被稱作基底支持物的歸位?；字С治锟梢员粴w位到基底定位臺的獨立的y位置上的虛擬平面上。在歸位基底支持物之后，可以通過基底定位臺沿著控制支持物定位設(shè)備的長沖程移動基底支持物來補償由基底定位設(shè)備所引起的偏差，以保持將基底支持物放置在虛擬平面中。由基底定位臺引入的偏差可以被校準并且由被用來控制基底支持物的校準值定義。

尤其是，z方向上到印刷頭支持物的虛擬平面的恒定距離為零。在一個實施例中，通過將基底支持物機械接觸印刷頭支持物來對準基底支持物。優(yōu)選地，基底支持物經(jīng)由基底支持物頂端的所支持的基底來接觸印刷頭支持物。可以在向上的方向上移動基底支持物直到基底支持物鄰接到印刷頭支持物。在向上的方向上移動基底支持物，直到印刷頭支持物妨礙了進一步的移動?？梢杂糜∷㈩^支持物的三個參考標記接觸基底支持物?；字С治锟梢耘c印刷頭支持物的參考面接觸，來將基底支持物對準印刷頭支持物，并且因此將基底支持物對準虛擬平面。在執(zhí)行支持物校準方法的這個步驟之后，基底支持物被放置在z方向上和圍繞x軸rx和圍繞y軸ry的旋轉(zhuǎn)方向上。將基底支持物的定位讀出作為y位置的函數(shù)并被存儲為校準值。通過將支持物致動器，尤其是三個豎直定向的支持物致動器的位置值存儲作為基底定位臺的y定位值的函數(shù)來確定校準值。

在支持物校準方法的實施例中，基底支持物可以在基底定位臺的多個y位置上接觸印刷頭支持物，來在印刷方向上的一定范圍的行進上校準基底支持物。

在支持物校準方法的實施例中，執(zhí)行支持物校準方法的另一個步驟，其中在圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)方向rz上校準基底支持物。在準備步驟中，基底被提供有基底參考面中的至少兩個基準構(gòu)件。尤其是，通過被至少一個圓環(huán)包圍的十字表示基準構(gòu)件。標記單元可以被用來在基底上施加至少兩個基準點。在支持物校準方法中，基底包括被基底支持物支持的至少兩個基準構(gòu)件。噴墨系統(tǒng)包括用于掃描基底的掃描單元。掃描單元被安裝到度量框架上。掃描單元被布置在噴墨系統(tǒng)的靠上方的區(qū)域中超出基底支持物的位置上，以此使得基底的上表面可以被掃描。掃描單元被布置用來確定至少兩個基準構(gòu)件相對于掃描參考軸的位置。尤其是，掃描參考軸平行于噴墨系統(tǒng)x軸延伸。掃描單元輸出至少兩個基準構(gòu)件的掃描到的位置。掃描到的位置包含x方向上的第一坐標和y方向上的第二坐標。噴墨系統(tǒng)的控制電子設(shè)備被配置為根據(jù)至少兩個掃描到的位置決定圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)方向rz上基底的位置上的偏離。可以通過基底支持物的旋轉(zhuǎn)移動補償該偏離。此外，控制電子設(shè)備可以被配置為存儲x校準值來建立基底的x位置。此外，控制電子設(shè)備可以被配置為存儲x校準值來建立基底的x位置。

在基底定位臺的行進過程中，在基底的想要的直線軌跡中發(fā)生至少一個方向上的行進偏離。在根據(jù)本發(fā)明的支持物校準方法的實施例中，噴墨系統(tǒng)可以被提供有校準元件，尤其是伸長的校準元件，更具體的是校準帶，來補償在x方向上的行進偏離(即通常所說的x偏離)，或者z方向上的行進偏離(即通常所說的z偏離)。校準帶在印刷方向(y方向)上延伸。校準帶被固定連接到噴墨系統(tǒng)的框架上。校準帶參照被放置得平行于用于測量在x方向上的偏離的z軸和y軸中定向的平面，或者平行于用于測量z方向上的偏差的x軸和y軸中定向的平面。

在根據(jù)本發(fā)明的支持物校準方法的實施例中，基底定位臺沿著校準帶移動。尤其是，校準帶具有至少一個校準帶參考面，該校準帶參考面具有大約1.5米沖程的大約100μm的相對過低的平面度。這個平面度是非常低的，因為需要用最多25μm、尤其是最多10μm，但是優(yōu)選地最多5μm但的精確度將基底放置在x方向上。

在一個實施例中，基底支持物包括至少兩個傳感器，用于測量在基底支持物和校準帶參考面之間的x方向上的相對距離。優(yōu)選地，傳感器具有至少1μm，尤其是至少0.5μm，但是優(yōu)選地至少0.1μm的高的精確度。

需要至少一個傳感器來測量在x方向上的主要偏離，當基底定位臺沿著長沖程移動時發(fā)生該主要偏離。通過基底支持物在相反的x方向上的移動來補償測量到的x偏離。

需要至少兩個傳感器補償校準帶相對低的平面度。將至少兩傳感器在y方向上彼此間隔開大約預(yù)定距離‘s’。該至少兩個傳感器測量x方向上的兩者的相對距離作為沿著基底定位臺的y軸的位置函數(shù)。因此，第一傳感器在基底定位臺的特定y位置測量第一相對距離x1并且第二傳感器在相同的y位置測量第二相對距離x2?？梢詧?zhí)行該相對距離的測量大約基底定位臺的全部行進距離，來輸出一組x1值和一組x2值作為y位置的函數(shù)。第一和第二傳感器之間的距離‘s’是已知的，其意味著測量出的x1值和x2值的y方向上的移位。通過比較對應(yīng)于隔開一定距離‘s’的移位的、在第一和第二y位置處的兩組測量值x1和x2，可以確定校準帶的平面度?？梢酝ㄟ^對對應(yīng)的y位置減去值x1和值x2來進行兩組測量值x1和x2的比較。隨后，在基底定位臺的受控移動的過程中可以考慮該校準帶的平面度?？梢栽诳刂齐娮釉O(shè)備控制的前饋控制中補償該校準帶的平面度和主要的x偏離。

在一個類似的實施例中，基底支持物包括至少兩個傳感器，用于測量在基底支持物和校準帶參考面之間的z方向上的相對距離。優(yōu)選地，傳感器具有至少1μm，尤其是至少0.5μm，但是優(yōu)選地至少0.1μm的高的精確度。

需要至少一個傳感器來測量在z方向上的主要偏離，當基底定位臺沿著長沖程移動時發(fā)生該主要偏離。通過基底支持物在相反的z方向上的移動來補償測量到的z偏離。

需要至少兩個傳感器補償校準帶相對低的平面度。將至少兩傳感器在y方向上彼此間隔開大約預(yù)定距離‘s’。該至少兩個傳感器測量x方向上的兩者的相對距離作為沿著基底定位臺的y軸的位置函數(shù)。因此，第一傳感器在基底定位臺的特定y位置測量第一相對距離z1，并且第二傳感器在相同的y位置測量第二相對距離z2?？梢詧?zhí)行該相對距離的測量大約基底定位臺的全部行進距離，來輸出一組z1值和一組z2值作為y位置的函數(shù)。第一和第二傳感器之間的距離‘s’是已知的，其意味著測量出的z1值和z2值的y方向上的移位。通過比較對應(yīng)于隔開一定距離‘s’的移位的、在第一和第二y位置處的兩組測量值z1和z2，可以確定校準帶的平面度?？梢酝ㄟ^對對應(yīng)的y位置減去值z1和值z2來進行兩組測量值z1和z2的比較。隨后，在基底定位臺的受控移動的過程中可以考慮該校準帶的平面度。可以在控制電子設(shè)備控制的前饋控制中補償該校準帶的平面度和主要的z偏離。

此外，本發(fā)明涉及執(zhí)行完支持物校準方法的步驟之后的控制基底支持物位置的方法。

可以通過以下975前綴的款項定義根據(jù)本發(fā)明的實施例：

975_1.用于將墨水圖案印刷在基底s上的噴墨系統(tǒng)包括：

·用于支持基底的基底支持物；

·用于在印刷方向上定位基底支持物的基底定位臺ps，其中通過基底定位臺支撐基底支持物，其中基底定位臺ps是通過臺定位設(shè)備可移動的；

·用于支持印刷頭組件的印刷頭支持物，所述印刷頭組件包含至少一個用于從噴嘴將墨水噴射到基底的印刷頭；

其中，噴墨系統(tǒng)還包括支持物定位設(shè)備hd，用以相對于基底定位臺在至少一個自由度上定位基底支持物。

975_2.根據(jù)款項975_1的噴墨系統(tǒng)，其中在印刷方向上管理該至少一個自由度。

975_3.根據(jù)款項975_1的噴墨系統(tǒng)，其中支持物定位設(shè)備hd在至少三個自由度中定位基底支持物sh，其中基底支持物sh被放置在向上的方向(z方向)，在沿著縱軸(y軸)的旋轉(zhuǎn)方向ry和沿著橫軸(x軸)的旋轉(zhuǎn)方向rx上。

975_4.根據(jù)款項975_1的噴墨系統(tǒng)，其中支持物定位設(shè)備hd相對于基底定位臺在全部自由度(x、y、z、rx、ry、rz)上定位基底支持物。

975_5.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)，其中支持物定位設(shè)備包括至少一個支持物致動器，其中，至少一個支持物致動器定位在平移中的至少一個自由度(x，y，z)，并且其中，兩個成對的支持物致動器一起限制在移動中的旋轉(zhuǎn)自由度(rx，ry，rz)。

975_6.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)其中印刷頭支持物h被穩(wěn)定的安裝在噴墨系統(tǒng)中。

975_7.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)其中印刷頭支持物包括限定虛擬平面的至少三個參考標記z1、z2、z3，其中虛擬平面平行于由印刷頭的一組噴嘴的公共定位、尤其是在z方向上的公共高度形成的假想平面，以此使得可以將基底支持物距離印刷頭支持物的參考標記恒定距離、尤其是零距離放置，來將基底支持物對準印刷頭支持物，并且因此將基底支持物對準虛擬平面。

975_8.根據(jù)款項975_7的噴墨系統(tǒng)，其中編程支持物定位設(shè)備來控制平行于虛擬平面的基底支持物。

975_9.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)其中噴墨系統(tǒng)is包括支撐計量框架(mf)的壓力框架(ff)，其中在壓力框架(ff)和計量框架mf之間提供振動隔離系統(tǒng)(vis)，來支持通過壓力框架(ff)支撐計量框架(mf)，同時將計量框架mf與壓力框架(ff)中的振動隔離，其中計量框架mf支撐基底定位臺ps和印刷頭支持物。

975_10.根據(jù)款項975_9的噴墨系統(tǒng)，其中臺定位設(shè)備包括臺引導(dǎo)設(shè)備、臺定位測量系統(tǒng)和臺致動器，其中通過計量框架支撐臺引導(dǎo)設(shè)備和臺定位設(shè)備并且其中通過壓力框架支撐臺致動器。

975_11.根據(jù)款項975_6-975_10中任一項的噴墨系統(tǒng)，其中噴墨系統(tǒng)包括至少一個z傳感器(z)和控制電子設(shè)備(ce)，其中，所述z傳感器(z)被穩(wěn)定的安裝到計量(metrology)框架(mf)上用于測量距離相關(guān)的上表面的z距離，用于在虛擬平面和基底的上表面之間保持恒定距離，并且控制電子設(shè)備(ce)被配置為在印刷方法從至少一個z傳感器(z)接收信號，其中對控制電子設(shè)備編程來在印刷方法中的一個步驟中控制支持物定位設(shè)備hd，來補償至少一個z傳感器所探測到的偏離。

975_12.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)，其中噴墨系統(tǒng)包括校準元件，其包括平行于在z軸和y軸上定向的平面、在縱軸y方向上延伸的校準元件參照表面，其中基底支持物包括至少兩個傳感器，用于測量基底支持物和校準元件參照表面之間在x方向上的相對距離。

975_13.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)，其中噴墨系統(tǒng)包括用于通過在基底參考面中應(yīng)用至少兩個基準構(gòu)件來標記基底的標記單元。

975_14.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)，其中噴墨系統(tǒng)還包括用于掃描基底，尤其是用于掃描基底參考面來探測至少兩個基準構(gòu)件的掃描單元。

975_15.根據(jù)款項975_14的噴墨系統(tǒng)，其中掃描單元被布置為確定基底的基底參考面中的至少兩個基準構(gòu)件相對于掃描參考軸的位置。

975_16.根據(jù)前述任一項975_款項的噴墨系統(tǒng)，其中噴墨系統(tǒng)包括控制電子設(shè)備，其包括被配置為執(zhí)行款項17-23中任一項所限定的、用于相對于虛擬平面校準基底支持物的方法的軟件。

975_17.一種用于在噴墨系統(tǒng)中相對于虛擬平面校準基底支持物的方法其中，虛擬平面平行于由被放置在共面上的印刷頭的一組噴嘴的定位形成的假想平面，包括提供噴墨系統(tǒng)的步驟，所述噴墨系統(tǒng)包括：

·用于支持基底的基底支持物；

·用于在印刷方向上定位基底支持物的基底定位臺ps，其中通過基底定位臺支撐基底支持物，其中基底定位臺ps是通過臺定位設(shè)備可移動的；

·用于支持印刷頭組件的印刷頭支持物，所述印刷頭組件包含至少一個用于從噴嘴將墨水噴射到基底的印刷頭；

其中噴墨系統(tǒng)還包括用于在至少一個自由度上相對于基底定位臺定位基底支持物的支持物定位設(shè)備hd；

其中該方法包括至少一個以下步驟，用于相對于基底定位臺校準基底支持物的至少一個自由度(degreeoffreedom)(dof)：

-通過將基底支持物定位在相對于限定虛擬平面的印刷頭支持物的至少三個參考標記z1、z2、z3的恒定距離，將基底支持物對準印刷頭支持物，其中虛擬平面平行于由印刷頭的一組噴嘴的公共定位、尤其是在z方向上的公共高度形成的假想平面；

-通過使用x校準元件對準基底支持物，所述x校準元件包含平行于在z軸和y軸上定向的平面、在印刷方向，即y方向上延伸的校準元件x參考面，其中基底支持物包括至少兩個x傳感器，用于測量在基底支持物和校準元件x參考面之間的x方向上的相對距離，其中該至少兩個x傳感器在y方向彼此間隔開大約預(yù)定移位‘s’，通過測量在x方向上的相對距離作為沿著基底定位臺的y軸的位置相對于基底定位臺的至少一部分行進距離的函數(shù)，以輸出一組x1值和一組x2值作為y位置的函數(shù)來執(zhí)行測量，執(zhí)行這樣的計算，其中第一傳感器和第二傳感器之間的預(yù)定移位‘s’被用來比較分別在對應(yīng)于移位‘s’的第一y位置和第二y位置處的兩組測量值x1和x2，來確定在受控制的基底定位臺的移動過程中將要補償?shù)男试钠矫娑龋?/p>

-通過使用校準元件來對準基底支持物，所述校準元件包含平行于在x軸和y軸上定向的平面、在印刷方向(即y方向)上延伸的校準元件z參考面，其中基底支持物包括用于測量在基底支持物和校準元件z參考面之間的z方向上的相對距離的至少兩個z傳感器，其中該至少兩個z傳感器在y方向彼此間隔開大約預(yù)定移位‘s’，通過測量在z方向上的相對距離作為沿著基底定位臺的y軸的位置相對于基底定位臺的至少一部分行進距離的函數(shù)，以輸出一組z1值和一組z2值作為y位置的函數(shù)來執(zhí)行測量，執(zhí)行這樣的計算，其中第一z傳感器和第二z傳感器之間的預(yù)定移位‘s’被用來比較分別在對應(yīng)于移位‘s’的第一y位置和第二y位置處的兩組測量值z1和z2，來確定在受控制的基底定位臺的移動過程中將要補償?shù)男试钠矫娑龋?/p>

-通過使用用于掃描基底的掃描單元來對準基底支持物，其中掃描單元被布置為確定基底支持物所支撐的基底的基底中的至少兩個基準構(gòu)件相對于掃描參考軸的旋轉(zhuǎn)偏離，尤其是圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)偏離，其中將在基底定位臺的受控制的移動過程中通過基底支持物的旋轉(zhuǎn)移動來補償所述旋轉(zhuǎn)偏離。

975_18.根據(jù)款項975_17的方法，其中在支持物校準方法過程中，通過基底支持物支持基底。

975_19.根據(jù)款項975_17或者975_18的方法，其中通過將基底支持物機械地接觸到印刷頭支持物來對準基底支持物。

975_20.根據(jù)款項975_17-975_19中任一項的方法，其中將基底支持物在基底定位臺的多個y定位上對準虛擬平面，來在印刷方向上的行進范圍上校準基底支持物。

975_21.根據(jù)款項975_17-975_20中任一項的方法，其中校準方法包括在基底參考面中向基底提供至少兩個基準構(gòu)件的準備步驟。

975_22.根據(jù)款項975_17-975_21中任一項的方法，其中該方法還包括通過控制電子設(shè)備控制噴墨系統(tǒng)的運動的步驟，其中控制電子設(shè)備被編程來補償在校準步驟過程中測量到的偏差。

975_23.根據(jù)款項975_17-975_22中任一項的方法，其中提供了這樣的噴墨系統(tǒng)，其包括包含校準元件z參考面的z校準元件，其中校準元件z參考面平行于在x軸和y軸上定向的平面、在印刷方向(y方向)上延伸，其中基底支持物包括至少第三傳感器(z3傳感器)，用于測量基底支持物和校準元件z參考面之間在z方向上的相對距離，其中該至少第三z3傳感器被布置距離至少一個其他z傳感器在x方向上的預(yù)定距離(移位)，其中該方法包括這樣的步驟：通過使用包括z3傳感器的至少兩個z傳感器測量z方向上的相對距離，并且基底支持物相對于校準元件z參考面，圍繞噴墨系統(tǒng)的縱軸y軸的旋轉(zhuǎn)偏離ry，并且隨后補償基底支持物的位置。

因此，本專利申請呈現(xiàn)了本發(fā)明的若干個措施、特征和方面，其中它們可以被認為是獨立的發(fā)明，但是這些發(fā)明也可以被組合在一個實施例中來補償彼此并且/或者增強可以獲得的效果。

附圖說明

將參考附圖更詳細地說明本發(fā)明。附圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的實際的實施例，其不可以被解釋成限制本發(fā)明的范圍。也可以脫離所顯示的實施例來考慮具體的特征，并且可以在寬泛的背景下將具體的特征不僅看做是所顯示的實施例的劃界特征，還看作是對落入附加權(quán)利要求范圍的全部實施例的公共特征，其中：

圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的噴墨系統(tǒng)；

圖2以示意性的視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)；

圖3顯示了圖2的噴墨系統(tǒng)的橫截面視圖；

圖4詳細地以示意性視圖顯示了印刷頭組件，其中印刷頭組件在垂直方向上與基底支持物上的基底間隔開；

圖5以示意性的視圖顯示了用于在橫向方向上慎重確定基底支持物的校準方法的步驟；以及

圖6以示意性的視圖詳細地顯示了印刷頭組件，其中印刷頭支持物裝備有被提供有額外的z傳感器。

具體實施方式

被用來機械支撐并且電連接電子元件的印刷電路板(printedcircuitboard)，其被稱作pcb。pcb也被稱為印刷線路板(pwb)或者蝕刻線路板。印刷電路板被用于幾乎全部最簡單的商業(yè)制造的電子器件中。pcb包括基底，其包含至少一個從至少一個銅片分層蝕刻到不導(dǎo)電基板上的導(dǎo)電通道?；拙哂胁粚?dǎo)電的基板?；宓湫偷匕渲z合纖維。典型地由與環(huán)氧樹脂一起分層的隔離層絕緣體形成基板。板典型地被涂覆有焊劑防護掩膜，其大多數(shù)為綠色。用至少一個銅片分層不導(dǎo)電的基板，來形成空白的pcb，或者被簡單地叫做“空白”?？瞻仔问接糜谥圃靝cb的基底產(chǎn)品。

可以以若干方式制造印刷電路板。為了制造大體積的pcb并且用精細線寬度生成軌跡或者信號軌跡，通常實際上通過感光過程制造pcb。在感光過程中，執(zhí)行利用光掩模并且顯影來選擇性的消除光刻膠涂層的光刻步驟。剩余的光刻膠保護銅片。隨后的蝕刻除去不需要的銅。通常利用通過技師使用cam或者計算機輔助制造軟件生成的數(shù)據(jù)用光敏繪圖儀準備好光掩模。

在這個申請中，印刷電路板的制造包括通過噴墨系統(tǒng)而不是使用感光過程，將耐蝕刻墨水印刷到基底上的步驟。耐蝕刻墨水或者簡單得叫做“耐蝕劑”被噴墨系統(tǒng)滴落到空白的表面上。耐蝕刻墨水被應(yīng)用到空白上，來覆蓋必須在稍后的蝕刻操作過程中被保持的銅的區(qū)域。在應(yīng)用耐蝕劑之后，對基底進行蝕刻，來除去所覆蓋的區(qū)域外部的銅片。

圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的噴墨系統(tǒng)，其用于通過將墨水流體的液滴dr在噴射方向jd上噴射向基底s，來以想要的圖案沉積墨水流體。噴墨系統(tǒng)優(yōu)選地是僅僅在需要時噴射墨滴的按需滴墨噴墨系統(tǒng)。這與連續(xù)不斷的噴墨系統(tǒng)相反的是，在連續(xù)不斷的噴墨系統(tǒng)中，連續(xù)不斷的以預(yù)定的頻率噴射墨滴，并且其中為了形成圖案所需要的墨滴被引導(dǎo)向基地而剩余的墨滴被捕捉到，以此防止剩余的墨滴到達基底。

圖1的噴墨系統(tǒng)是這樣的工業(yè)噴墨系統(tǒng)，其例如作為使用光刻技術(shù)提供掩膜層的更傳統(tǒng)的過程的替選，是用于將耐蝕材料在印刷電路板(pcb)上沉積為掩膜層的噴墨系統(tǒng)。因為可以直接通過噴墨系統(tǒng)沉積掩膜層，所以可以顯著地減少處理步驟的量并且因此顯著地減少用于pcb制造的時間。然而這種應(yīng)用需要高的墨滴放置精確度和高可靠性(基本上以每個墨滴計算)。

為了提供高精確度的噴墨系統(tǒng)，該噴墨系統(tǒng)is包括從地面gr支撐計量框架mf的壓力框架ff。在壓力框架ff和計量框架mf之間，提供有振動隔離系統(tǒng)(vibrationisolationsystem)vis來從壓力框架ff支撐計量框架mf的同時，將計量框架mf從壓力框架ff中的振動中隔離開。結(jié)果是，可以在計量框架mf上生成對精確度有利的相對穩(wěn)定的和靜止的印刷環(huán)境。

噴墨系統(tǒng)進一步包括具有一個或多個被印刷頭支持物h支持的印刷頭ph的印刷頭組件和支撐基底s的基底支持物sh。多個印刷頭ph的每個印刷頭ph包括一個或多個，典型的為許多個噴嘴，從該噴嘴中可以將墨滴dr噴射向基底s。噴嘴被優(yōu)選地布置為陣列，即一個或多個行。多個印刷頭共同限定垂直于噴射方向jd的印刷平面，所述印刷平面指示必須將基底放置在哪里，以便從所述多個印刷頭接收噴射的墨滴。

基底支持物sh可以相對于多個印刷頭ph在平行于y方向的印刷方向pd并且因此平行于印刷平面移動，以便讓基底s在印刷頭組件以下通過。在本申請中，在圖1中的通過印刷頭組件的同時從左至右移動，即在正y方向上移動基底支持物與通過印刷頭組件的同時從右至左移動，即在負y方向上移動基底支持物之間形成了區(qū)別。從右到左移動將被稱為向前行并且從左至右移動將被稱為向后行。

為了能覆蓋基底s的整個上表面ts，可能存在許多構(gòu)造。在第一構(gòu)造中，該方向中的印刷平面為至少大到可以被基底支持物sh支持的基底s的x方向上的最大可能尺寸。在那種情況下，基底支持物sh的單個行可以足以用墨滴覆蓋整個上表面。在第二構(gòu)造中，x方向上的印刷平面為小于可以被基底支持物sh支持的在基底s的x方向上的最大可能尺寸。在那種情況下，需要多個平行的行來覆蓋基底s的整個上表面ts。為了允許多個平行的行，印刷頭組件和/或基底支持物sh在垂直于印刷方向pd的x方向上可移動。

在x方向上的印刷平面為至少大到可以被基底支持物sh支持的基底s的x方向上的最大可能尺寸的情況下，仍然可能需要多個行，以便獲得所需要的印刷分辨率，因為印刷頭ph中的噴嘴可以被布置得比彼此的對應(yīng)間距更大的距離，例如以此防止或者降低鄰接噴嘴之間的串話(crosstalk)?；纂S后多次通過印刷頭組件，其中每一次都對應(yīng)于分辨率將基底在x方向上移動，以便印刷整個圖案。

在該實施例中，印刷頭組件具有這樣的x方向上的尺寸的印刷平面，所述印刷平面的尺寸至少大到基底支持物sh可以把持的基底的x方向上的最大可能的尺寸。結(jié)果是，印刷頭組件可以被穩(wěn)定的相對于計量框架mf安裝。

在圖1的實施例中，通過基底定位臺ps支撐基底支持物sh，其中，通過計量框架mf支撐該基底臺ps。通過計量框架支撐基底定位臺ps，以此使得它可在印刷方向pd上移動，進而允許定位基底支持物sh并且因此在y方向上定位基底s。使用能夠在基底定位臺ps和壓力框架ff之間施加力的臺定位設(shè)備sd進行基底定位臺ps的定位。結(jié)果是，力f不介入干擾計量框架mf，但是經(jīng)由壓力框架ff被傳送到地面gr，這導(dǎo)致噴墨系統(tǒng)的更高的可達精度。

在基底定位臺ps和基底支持物sh之間，提供支持物定位設(shè)備hd以便相對于基底定位臺ps在一個或多個自由度上，優(yōu)選地至少在印刷方向pd上定位基底支持物sh。使用這種構(gòu)造，臺定位設(shè)備sd可以被用于噓印刷方向上粗定位基底支持物sh，同時支持物定位設(shè)備hd可以被用于相對于印刷頭組件在印刷方向上精定位基底支持物。如果需要的話，支持物定位設(shè)備hd也可以被用于在其他方向上(例如x方向和/或z方向上)也精定位基底支持物，并且甚至可以在諸如rx、ry和rz上的旋轉(zhuǎn)方向上也精細定位基底支持物。優(yōu)選地，支持物定位設(shè)備hd能夠相對于基底定位臺在六自由度上定位基底支持物。

通過測量系統(tǒng)ms測量關(guān)于基底支持物sh相對于計量框架mf的位置信息。測量系統(tǒng)至少被配置為測量基底支持物在印刷方向pd上的位置定量，即實際位置、速度或者加速度。在一個實施例中，測量系統(tǒng)根據(jù)所施加的/需要的控制程度來測量關(guān)于基底支持物在六個自由度上的位置信息。

測量系統(tǒng)ms的輸出被提供給控制電子設(shè)備ce?？刂齐娮釉O(shè)備在這里被描寫為在噴墨系統(tǒng)is中控制全部過程的黑盒子。作為例子，測量系統(tǒng)ms的輸出可以被用于控制電子設(shè)備驅(qū)動臺定位設(shè)備sd和支持物定位設(shè)備hd(如虛線所示)，以便精確得相對于印刷頭組件定位基底支持物?？刂齐娮釉O(shè)備可以進一步將驅(qū)動信號發(fā)送給印刷頭ph(見虛線)，以便在基底上印刷想要的圖案的同時基底s通過印刷頭ph。

噴墨系統(tǒng)is進一步包括墨滴檢測設(shè)備dd，其例如通過向基底發(fā)射光并且探測反射光來測量基底上所放置的墨滴的位置。獲得的信息也被發(fā)送到控制電子設(shè)備，所述控制電子設(shè)備可以包含校準單元，以便基于通過墨滴檢測設(shè)備獲得的墨滴位置信息調(diào)整印刷頭相互之間的位置。墨滴檢測設(shè)備dd可以進一步被用來校準對噴嘴噴射的計時。

圖1和圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的噴墨系統(tǒng)。圖1和圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的噴墨系統(tǒng)，用于通過將材料的液滴噴射向基底，來以想要的墨水圖案在基底s上沉積材料。實施材料尤其是墨水。必須根據(jù)圖案布局生成墨水圖案。圖案布局例如被上載到噴墨系統(tǒng)作為位圖。噴墨系統(tǒng)優(yōu)選地是僅僅在需要時噴射墨滴的按需滴墨噴墨系統(tǒng)。這與連續(xù)不斷的噴墨系統(tǒng)相反的是，在連續(xù)不斷的噴墨系統(tǒng)中，連續(xù)不斷的以預(yù)定的頻率噴射墨滴，并且其中為了形成圖案所需要的墨滴被引導(dǎo)向基地而剩余的墨滴被捕捉到，以此防止剩余的墨滴到達基底。

圖2的噴墨系統(tǒng)尤其是ic噴墨系統(tǒng)的工業(yè)噴墨系統(tǒng)，其例如作為使用光刻技術(shù)提供掩膜層的更傳統(tǒng)的過程的替選，是用于將耐蝕材料在印刷電路板(pcb)上沉積為掩膜層的噴墨系統(tǒng)。因為可以直接通過噴墨系統(tǒng)沉積掩膜層，所以可以顯著地減少處理步驟的量并且因此顯著地減少用于pcb制造的時間。然而這種應(yīng)用需要高的墨滴放置精確度和高可靠性(以每個墨滴計算)。

如同在圖2中描繪的，正交系統(tǒng)包括x軸、y軸和z軸，它們可以被投影到噴墨系統(tǒng)上。y軸是縱軸。y軸可以被限定為在印刷方向上延伸的方向。噴墨系統(tǒng)的印刷方向被限定為當為了將行印刷到基底上，基底通過印刷頭組件時，基底的移動方向。印刷方向?qū)?yīng)于基底定位臺的行進?；锥ㄎ慌_的行進對應(yīng)基底相對于印刷組件的最大沖程。

x軸可以被限定為垂直于y軸的方向。x軸在印刷方向的橫向方向上延伸。x軸是橫軸。x軸和y軸限定噴墨系統(tǒng)中的基本水平面。

z軸可以被限定為垂直于x軸和y軸的方向。z軸在向上的方向上延伸。z軸是由上而下的軸。z軸在基本上豎直的方向上延伸。

繞著x軸旋轉(zhuǎn)的方向rx的傾斜運動可以被定義為基底圍繞橫向軸的旋轉(zhuǎn)。

圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)方向ry的滾動運動可以被定義為基底圍繞縱向軸的旋轉(zhuǎn)。縱軸從基底的正面延伸到背面。

圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)方向rz的搖擺運動可以被定義為基底圍繞上下軸的旋轉(zhuǎn)。

為了提供高精確度的噴墨系統(tǒng)，該噴墨系統(tǒng)is包括從地面gr支撐計量框架mf的壓力框架ff。在壓力框架ff和計量框架mf之間，提供有振動隔離系統(tǒng)vis來從壓力框架ff支撐計量框架mf的同時，將計量框架mf從壓力框架ff中的振動中隔離開。結(jié)果是，可以在計量框架上生成對精確度有利的相對穩(wěn)定的和靜止的印刷環(huán)境。

噴墨系統(tǒng)進一步包括印刷頭支持物h。這里，印刷頭支持物h被穩(wěn)定的安裝在噴墨系統(tǒng)中。印刷頭支持物h被固定連接到計量框架mf。印刷頭支持物h具有梁狀的形狀。印刷頭支持物在x方向上延伸。印刷頭支持物支撐包括至少一個印刷頭ph的印刷頭組件。多個印刷頭ph的每個印刷頭ph包括一個或多個，典型的為許多個噴嘴，從該噴嘴中可以將墨滴噴射向基底s。印刷頭組件定義了可以在向前或者向后行的過程中放置墨滴的x方向上的印刷范圍，這定義了印刷區(qū)域pa的寬度和限定了印刷區(qū)域pa的長度的y方向上的印刷范圍。

進一步的，噴墨系統(tǒng)包括支撐基底s的基底支持物sh。

基底支持物sh可相對于印刷頭ph在平行于y方向的印刷方向pd上移動，以便讓基底s在印刷頭組件以下通過。在本申請中，在圖2中的通過印刷頭組件的同時從左至右移動，即在正y方向上移動基底支持物與通過印刷頭組件的同時從右至左移動，即在負y方向上移動基底支持物之間形成了區(qū)別。從右到左移動將被稱為向前行并且從左至右移動將被稱為向后行。

為了能夠覆蓋基底s的整個上表面ts，許多印刷頭組件的結(jié)構(gòu)都是可能的。

在第一構(gòu)造中，該方向中的印刷范圍為至少大到可以被基底支持物sh支持的基底s的x方向上的最大可能尺寸。在那種情況下，基底支持物sh的單個行可以足以用墨滴覆蓋整個上表面。

印刷頭組件的印刷頭可以包含一個陣列的印刷頭噴嘴，它們在x方向彼此形成均等的間隔。相鄰噴嘴之間的間距可以例如是大約100μm。然而，用于墨水圖案的圖案布局可以包括間隔比相鄰噴嘴之間的間距小的距離的軌跡。在這種情況下，印刷頭支持物可以在與印刷方向成橫向的，尤其是垂直于印刷方向的方向上，即x軸相對于基底移動，來允許放置在相鄰噴嘴之間的區(qū)域上沉積墨滴。因此，在這種情況下，必需多出通過基底來遵守圖案布局的設(shè)計要求。優(yōu)選地，通過在x方向上移動基底獲得印刷頭相對于基底的相對移動。

在第二構(gòu)造中，x方向上的印刷范圍為小于可以被基底支持物sh支持的在基底s的x方向上的最大可能尺寸。在那種情況下，需要多個平行的行來覆蓋基底s的整個上表面ts。為了允許多個平行的行，印刷頭組件和/或基底支持物sh在垂直于印刷方向pd的x方向上可移動。

在該實施例中，印刷頭組件具有這樣的x方向上的印刷范圍，所述印刷范圍至少大到基底支持物sh可以把持的基底的x方向上的最大可能的尺寸。相對于計量框架mf穩(wěn)定的安裝印刷頭組件。

在圖2的實施例(在圖3中進一步地進行了說明)中，通過基底定位臺ps支撐基底支持物sh。通過計量框架mf支撐基底定位臺ps。通過計量框架支撐基底定位臺ps，以此使得它可在印刷方向pd上移動，進而允許定位基底支持物sh并且因此在y方向上定位基底s。使用臺定位設(shè)備sd實現(xiàn)基底定位臺的定位。臺定位設(shè)備包括臺引導(dǎo)裝置、臺位置測量系統(tǒng)和臺致動器。

臺引導(dǎo)裝置是線性引導(dǎo)。臺引導(dǎo)裝置包括一對桿狀元件來支撐并且引導(dǎo)基底定位臺。臺引導(dǎo)裝置通過球軸承負擔(dān)基底定位臺。臺引導(dǎo)裝置被連接到計量框架mf。由此，來自地面的振動不妨礙基底定位臺的線性引導(dǎo)。

臺位置測量系統(tǒng)包括線性編碼器。線性編碼器包含被安裝到計量框架上的在y方向上延伸的細長形的尺，和被安裝到基底定位臺的光讀取器。在操作中，基底定位臺沿著尺通過，來獲得基底定位臺的y位置。優(yōu)選地，臺位置測量系統(tǒng)包括兩個線性編碼器。兩個線性編碼器允許用于定位基底定位臺的更精確的方法。

臺致動器包括皮帶和驅(qū)動構(gòu)件。通過皮帶將基底定位臺連接到驅(qū)動元件。驅(qū)動元件被安裝到壓力框架ff。驅(qū)動元件可以包括齒輪和馬達。由此，在基底定位臺ps和壓力框架ff之間施加驅(qū)動力f。結(jié)果是，驅(qū)動力f不介入干擾計量框架mf，但是經(jīng)由壓力框架被傳送到地面gr，中導(dǎo)致噴墨系統(tǒng)的更高的可達精度。

提供控制電子設(shè)備來控制基底定位臺的位置和速度?？梢詢?yōu)選基底定位臺的恒定速度，因為其導(dǎo)致噴射的墨滴的恒定頻率。

在基底定位臺ps和基底支持物sh之間提供有支持物定位設(shè)備hd，以便在至少一個自由度上定位基底支持物sh。優(yōu)選地，通過支持物定位設(shè)備hd確定至少一個自由度，其中至少一個度是印刷方向pd，y方向上相對于基底定位臺ps的平移。使用這種構(gòu)造，臺定位設(shè)備sd可以被用于噓印刷方向上粗定位基底支持物sh，同時支持物定位設(shè)備hd可以被用于相對于印刷頭組件在印刷方向上精定位基底支持物。如果需要的話，支持物定位設(shè)備hd也可以被用于在其他方向上(例如x方向和/或z方向上)也精定位基底支持物，并且甚至可以在諸如rx、ry和rz上的旋轉(zhuǎn)方向上也精細定位基底支持物。

支持物定位設(shè)備hd包括至少一個支持物致動器和至少一個支持物位置測量系統(tǒng)。每個支持物致動器與伴隨的支持物位置測量系統(tǒng)可以確定單個自由度dof。

圖3的實施例中，通過支持物定位設(shè)備hd將基底支持物sh連接到基底定位臺ps，其中通過支持物定位設(shè)備hd確定全部六個自由度。支持物定位設(shè)備被布置為相對于基底定位臺在全部六個可能的自由度上定位基底支持物sh。支持物定位設(shè)備包括六個支持物致動器。

尤其是，支持物致動器是音圈致動器。支持物位置測量系統(tǒng)可以被合并在支持物致動器中。音圈致動器可以包括編碼器來測量可移動的音圈致動器主體的位置，尤其是其平移。音圈致動器主體可以是可移動大約至少2mm，尤其是至少4mm，更尤其至少6mm的沖程。支持物致動器具有被連接到基底定位臺的支持物致動器基底和被連接到基底支持物的支持物致動器主體。支持物致動器主體可相對于支持物致動器基底移動。尤其是，支持物致動器主體具有僅僅限制移動的可用方向中的一個自由度的主體構(gòu)件。尤其是，主體構(gòu)件具有細長形部分。尤其是主體構(gòu)件是天線形狀。主體構(gòu)件允許五個自由度的移動，但是阻擋在平行于該伸長部分的方向上移動(更確切地說是平移)。

支持物定位設(shè)備hd包括六個單獨的支持物致動器，其中每個支持物致動器限制平移中的一個自由度。兩個成對的支持物致動器共同限制移動中的轉(zhuǎn)動自由度。

支持物定位設(shè)備hd包括三個支持物致動器，其被布置在向上的取向上來限制向上的、基本上豎直的方向上的平移。每個致動器支持物具有在向上的方向上延伸的天線形狀的主體構(gòu)件。進一步地，支持物定位設(shè)備hd包括三個支持物致動器，它們被布置在基本上橫向的取向上。支持物致動器彼此間隔開，并且被放置在基底定位臺的頂部上。尤其是支持物致動器被放置在基本的水平面中。致動器支持物被連接到基底支持物sh的下側(cè)。三個向上定向的支持物致動器通過限制在z方向上的平移、圍繞x軸的旋轉(zhuǎn)和圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)來限制三個自由度。三個旁邊定向的支持物致動器通過限制x方向和y方向上的平移以及圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)來限制三個自由度。

如圖3所示，圍繞基底支持物的x軸的橫截面是u形，其中u形被上下顛倒地定向。u形狀基底支持物具有u-底和向下延伸的u-腿。在u-腿之間布置六個支持物致動器。三個豎直定向的支持物致動器被連接到u-底。兩個橫向定向的支持物致動器被連接到第一u-腿并且一個橫向定向的支持物致動器被連接到與第一u-腿相對的第二u-腿。

為了獲得精確的印刷方法，先決條件是基底的上表面在印刷操作過程中以距離印刷頭的一組噴嘴的恒定距離移動。在z方向是考慮，噴嘴組被放置在定義了虛擬平面的公共平面中。平行于該公共平面定義虛擬平面。在印刷操作過程中，基底的上表面必須平行于這個虛擬平面移動來保持噴嘴到基底上表面的恒定距離。

如圖4和圖6所示，印刷頭ph被支持在印刷頭支持物h中，以此使得平行于虛擬平面放置噴嘴。印刷頭支持物h在z方向上具有至少三個參考標記z1、z2、z3，它們限定平行于該虛擬平面的假想平面。尤其是，印刷頭支持物h可以具有包含該三個參考標記的平面參考面，其中該平面參考面平行于該虛擬平面。

基底s被放置在基底支持物sh上。通過平行于虛擬平面移動基底支持物sh獲得基底在虛擬平面中的行進。在操作中，控制支持物定位設(shè)備hd，以此使得基底支持物sh在行進過程中保持平行于虛擬平面被放置。盡管由例如基底定位臺ps引起這種偏差?；锥ㄎ慌_在印刷方向上移動大約至少1米，尤其是大約至少1.5米的長沖程，其中可能在理想路徑上發(fā)生偏差。例如通過臺引導(dǎo)裝置的非徑直引入偏差。支持物定位設(shè)備hd補償在行進過程中被基底定位臺引入的偏差。支持物定位設(shè)備hd被編程來控制基底支持物sh平行于虛擬平面。

限定平行于虛擬平面的平面參考面的三個參考標記z1、z2、z3可以被用于歸位基底支持物sh。在校準步驟中，基底支持物sh可以被對接到參考標記z1、z2、z3?？梢栽诨锥ㄎ慌_的多個y位置上將基底支持物對接到印刷頭支持物h?？梢酝ㄟ^或不通過支持基底s來對接基底支持物sh。在將基底支持物對接到印刷頭支持物的參考標記之后，取向和位置可以被定義為對接位置。每個對接位置可以被存儲在噴墨系統(tǒng)的控制電子設(shè)備ce的存儲器中，作為基底定位臺ps的y位置的函數(shù)。

如圖6所示，噴墨系統(tǒng)，尤其是印刷頭支持物ph可以進一步包含至少一個z傳感器“z”，用于測量從印刷頭支持物h到基底s的上表面或者到基底支持物sh的上表面的z距離。優(yōu)選地，噴墨系統(tǒng)is包括兩個z傳感器，它們被引導(dǎo)到與is有關(guān)的上表面，來保持虛擬平面和基底s上表面之間的恒定距離。相關(guān)的表面可以是基底支持物sh的上表面或者基底支持物sh頂部的基底的上表面。該至少一個z傳感器被穩(wěn)定的安裝到計量框架mf上。尤其是，該z傳感器是用于測量傳感器和目標表面之間距離的光學(xué)距離傳感器。具體地說，該至少一個z傳感器被安裝到印刷頭支持物h上。在印刷方法中，該至少一個z傳感器可以被用來驗證基底s相對于虛擬平面的z方向上的距離，z距離。希望印刷頭噴嘴定義的虛擬平面和基底s上表面之間在z方向上是恒定距離。如果探測到在恒定z距離上的偏離，則該至少一個z傳感器可以向噴墨系統(tǒng)的控制電子設(shè)備ce產(chǎn)生信號。第一z傳感器可以是安裝到印刷頭支持物h上，來驗證作為恒定z距離的第一自由度。可以相對于第一z傳感器放置第二z傳感器并且將第二z傳感器安裝到印刷頭支持物h上，來額外驗證第二和第三自由度dof，這意味著對圍繞x軸的旋轉(zhuǎn)rx和/或圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)ry的核驗。優(yōu)選地，第一和第二z傳感器在x方向?qū)蕘眚炞Cz距離和圍繞y軸的轉(zhuǎn)動自由度。在印刷方法中的步驟中，控制電子設(shè)備可以控制支持物定位設(shè)備hd處在合適的位置上來補償探測到的在至少一個自由度上的偏離。另一個選擇是控制電子設(shè)備被編程來中斷印刷方法，以執(zhí)行隨后的校準步驟。在補償步驟過程中，可以執(zhí)行將墨水圖案印刷到基底上的步驟。

圖3進一步顯示了用于掃描基底的掃描單元su。掃描單元被安裝在計量框架mf上。通過掃描單元掃描用作參考面的基底的上表面?；椎膮⒖济姹惶峁┨峁┯兄辽僖粋€基準構(gòu)件。尤其是，基底的參考面被提供有兩的基準構(gòu)件。通過掃描單元su確定基準構(gòu)件在x-y平面中的位置。通過掃描至少兩個位置，確定基底s相對于z軸的旋轉(zhuǎn)偏離。在確定旋轉(zhuǎn)偏離之后，通過控制基底支持物sh使基底s圍繞z軸旋轉(zhuǎn)來補償旋轉(zhuǎn)偏離。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的校準方法的另一個步驟。圖5以示意性的視圖顯示了由基底定位臺ps引導(dǎo)的基底支持物sh。基底定位臺ps的行進引入了在x方向上的理想直線軌跡上的偏差?；字С治飐h包括支持物位置測量系統(tǒng)。支持物位置測量系統(tǒng)包括在x方向上引導(dǎo)的至少一個傳感器，通常所說的x傳感器和x校準元件。該x校準元件為梁狀并且在y方向上延伸。該x校準元件被安裝到計量框架mf上。校準元件xce被布置得平行于基底定位臺引導(dǎo)裝置psg。校準元件xce具有平的表面，其被用作x參考面。校準元件的x參考面具有圍繞100μm的平面度。尤其是，支持物位置測量系統(tǒng)包括至少兩個在x方向上引導(dǎo)的傳感器。該至少兩個x傳感器被配置為測量基底支持物和校準元件的x參考面之間的距離。將至少兩個x傳感器在y方向上彼此間隔開大約‘s’的預(yù)定移位。至少兩個x傳感器被布置在基本上與基底支持物相同的高度上，以此使得傳感器沿著相同的傳感器路徑p測量從基底支持物到校準元件的參考面的距離。

首先，傳感器的測量確定基底定位臺相對于校準元件在x方向上的x偏離。第二，該至少兩個x傳感器在預(yù)定移位“s”的測量可以被用來確定校準元件參考面的平面度，作為基底定位臺的y位置的函數(shù)。第一傳感器在特定y位置測量第一相對距離x1并且第二傳感器在相同的y位置測量第二相對距離x2?？梢詧?zhí)行該相對距離的測量大約基底定位臺的全部行進距離，來輸出一組x1值和一組x2值作為y位置的函數(shù)。第一和第二傳感器之間的距離‘s’是已知的，其意味著測量出的x1值和x2值的y方向上的移位。通過比較對應(yīng)于距離為“s”的移位的沿著縱軸在第一和第二y位置處的兩組測定值x1和x2，可以確定校準元件的平面度。隨后，在基底定位臺的受控移動的過程中可以考慮該校準元件的平面度。可以在控制電子設(shè)備控制的前饋控制中一起補償該校準元件的平面度和x偏離。對于在y方向上沿著基底定位臺的行進的在x方向上的偏差，通常所說的x偏差的測量值，可以被存儲在控制電子設(shè)備的存儲器中。x偏差可以被存儲在表格中。支持物定位設(shè)備被配置為補償作為基底定位臺的位置函數(shù)的x偏離。在印刷操作過程中，作為基底定位臺沿著縱軸的位置的函數(shù)的所存儲的x偏差可以被用來在相反的x方向上移動基底支持物，來無效x偏離。

類似于在x方向補償x偏差，可以執(zhí)行在z方向補償z偏差?；锥ㄎ慌_ps的行進引入了在z方向上的理想直線軌跡上的偏差?；字С治飐h包括支持物位置測量系統(tǒng)。支持物位置測量系統(tǒng)包括至少一個在z方向引導(dǎo)的傳感器(通常所說的z傳感器zs1)和z校準元件。該z校準元件為梁狀并且在y方向上延伸。z校準元件zce被安裝在計量框架mf上。z校準元件被布置得平行于基底定位臺引導(dǎo)裝置psg。z校準元件具有平的表面，其被用作x參考面。尤其是，被用來測量x偏差的相同的x校準、xz校準元件還可以被用來測量z偏差。xz校準元件可以包括第一參考面——x參考面，來測量x偏差和第二參考面——z參考面，來測量z偏差。校準元件的z參考面具有圍繞100μm的平面度。尤其是，支持物位置測量系統(tǒng)包括在z方向引導(dǎo)的至少兩個z傳感器zs1，zs2。該至少兩個z傳感器被配置為測量基底支持物和z校準元件的z參考面之間的距離。將至少兩個z傳感器在y方向上彼此間隔開大約‘s’的預(yù)定移位。至少兩個z傳感器zs1、zs2被布置在與基底支持物在沿著橫向的x軸上基本上相同的位置出，以此使得z傳感器沿著相同的傳感器路徑p測量從基底支持物到校準元件的參考面的距離。

首先，z傳感器的測量確定基底定位臺相對于校準元件在z方向上的z偏離。第二，該至少兩個z傳感器在預(yù)定移位“s”的測量可以被用來確定z校準元件參考面的平面度，作為基底定位臺的y位置的函數(shù)。第一傳感器在特定y位置測量第一相對距離z1并且第二傳感器在基底定位臺ps的相同的y位置測量第二相對距離z2?？梢詧?zhí)行該相對距離的測量大約基底定位臺的全部行進距離，來輸出一組z1值和一組z2值作為y位置的函數(shù)。第一和第二傳感器之間的距離‘s’是已知的，其意味著測量出的z1值和z2值的y方向上的移位。通過比較對應(yīng)于距離為“s”的移位的沿著縱軸在第一和第二y位置處的兩組測定值z1和z2，可以確定z校準元件的平面度。隨后，在基底定位臺的受控移動的過程中可以考慮z校準元件的平面度?？梢栽诳刂齐娮釉O(shè)備控制的前饋控制中一起補償該校準元件的平面度和z偏離。對于在z方向上沿著基底定位臺的行進的在y方向上的偏差，通常所說的z偏差的測量值，可以被存儲在控制電子設(shè)備的存儲器中。z偏差可以被存儲在表格中?；锥ㄎ辉O(shè)備的行進被重新生成。支持物定位設(shè)備被配置為補償作為基底定位臺的位置函數(shù)的z偏離。在印刷操作過程中，作為基底定位臺沿著縱軸的位置的函數(shù)的所存儲的z偏差可以被用來在相反的z方向上移動基底支持物，來無效z偏離。

在根據(jù)本發(fā)明的噴墨系統(tǒng)的進一步的實施例，基底支持物包括至少第三傳感器，也叫做z3-傳感器，用于測量在z方向上基底支持物和校準元件z參考面之間的相對距離。該至少第三z3傳感器被布置在x方向上距離至少一個其他z傳感器預(yù)定距離(移位)。尤其是，該至少三個z傳感器可以被用來提供基底支持物在z方向上的更精確的定位和圍繞縱軸ry的更精確的旋轉(zhuǎn)定位。

雖然已經(jīng)參考特定的實施例公開了本發(fā)明，但是通過閱讀本說明書，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解從技術(shù)角度上看可以發(fā)生變化或者修改而不離開如上所述并且在此后款項中的本發(fā)明的范圍?？梢詫Ρ景l(fā)明做出修改來適應(yīng)特定的情況或者材料，而不背離本發(fā)明的實質(zhì)范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的是可以做出各種變化并且可以用等同物代替本發(fā)明的元素而不背離本發(fā)明的范圍。因此，希望的是，本發(fā)明不局限于上述詳細說明中公開的本發(fā)明，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部實施例。